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覆盖在地球表层的薄薄的土壤就像是一块块补丁，对人类和其他动物的生存发挥关键的控制作用。陆上的植物不能离开土壤而生长；动物也不能离开植物而存活。
假如说靠农业生存的生物离不开土壤，那么土壤也一样离不开自然界的生物。土壤的来源和性质与当地存活的动植物是有很大的相关性的。从一定程度上来讲，上亿年前生物与自然环境之间的神奇互动，创造了土壤。炽热的岩浆从火山口涌出，最坚硬的花岗岩承受着河水的冲刷，严寒使得岩石碎裂，这些过程带来了形成土壤的原始物质。接着，生物运用创造性的法术，慢慢将这些性质稳定的物质变为土壤。最早覆盖岩石的是地衣，它们分泌出酸性物质促进岩石分化，为其他生物提供容身之处。原始土壤的缝隙中长出苔藓，而这种土壤是由地衣碎屑、细小昆虫的外壳以及海生生物的残尸一起构成的。
生物创造了土壤，然后在土壤上演化出多种多样的生命形式，使土壤不再是死气沉沉、毫无生机的东西。正是有了这些生物及生物活动，土壤才能养育出绿化大地的植物。
土壤处于一种不断重复的循环，永远都在发生改变。随着岩石分解、有机物腐烂分解、降水把氮气等气体带到地面等过程，土壤中不断有新物质增加，同时原有的物质也会被生物利用而消耗掉。既微妙又重要的化学反应无时不在进行，植物从空气和水中吸取原料转化成自身需要的物质。这一切的变化都离不开生物的积极参与。
大量生物在不见光的土壤王国内部生存，对它们的研究非常有趣但往往被忽视。关于土壤有机物间的关系以及它们与地上地下环境的关系，我们了解的十分有限。
肉眼不可见的细菌和丝状真菌，很有可能是土壤中最要紧的生物。它们的数量多到要用天文级的数字来计量，一茶匙表层土壤里就含有上亿个细菌。尽管这些细菌个体极其微小，但在一英亩肥沃田地的一英尺厚的表层土壤中，全部细菌加起来可能有一千磅重。放线菌呈现出菌丝的形态，数量比细菌少，但是形体较大，所以在相同体积的土壤中，两者的总重量大致相当。它们再加上藻类这种绿色单细胞生物，便构成了土壤中的所有植物生命。
细菌、真菌和藻类是动植物腐烂分解的主要推手，将动植物残骸分解成无机物质。离开这些微生物，碳、氮等元素就不能在土壤、大气和生物体之间循环。例如，假若没有固氮细菌，植物就算是被含氮空气包围，也会因缺氮而枯死。另有一些有机体产生二氧化碳，然后转化成碳酸，加快岩石的分解。土壤中还有一些微生物促进着各种氧化及还原，将铁、锰、硫等天然矿物质变成可供植物吸收的形态。
土壤中微小的螨类和一种叫作跃尾虫的原始无翼小虫子也大量存在。尽管它们体型微小，但在分解植物残骸、消解树林地表杂物等方面却发挥着很大的作用。其中某些微生物的“力量”让人吃惊。比如，云杉落叶中寄生着某些螨虫，它们以针形落叶的内部组织为食。等螨虫长大，落叶也变成了一个空壳。土壤和树林中的落叶几乎都由这些微小的昆虫处理掉。它们软化、分解树叶，并加快新生物质与表层土壤的混合。
在这类数量巨大忙个不停的微小动物之外，土壤中也存在着许多体型更大的动物。从细菌到动物的完整生物谱系都存在于土壤当中。其中一些是永久存身于黑暗的地表土壤的，另有一些只是在地洞里过冬或者在生命的某一段时间存身地下。总之，土壤中的动物活动增加了土壤里的空气，加快了水分在植物生长层的疏导和渗透。
蚯蚓在个体较大的土壤动物中或许是最重要的。一八八一年，查尔斯·达尔文的《腐殖土的形成与蚯蚓的作用》出版。在这本书中，达尔文第一次向人们介绍了蚯蚓所具有的搬运土壤的重要作用。他这样描述到：蚯蚓从地下搬到地面的细颗粒土壤渐渐盖满岩石，在条件适宜的地方，蚯蚓在一英亩土地上每年搬运数吨重的土壤。与此同时，蚯蚓还把树叶和草中的大量有机物质（每平方米土地在半年产生二十磅）带入地下，混入土壤。达尔文的计算结果显示，经过十年时间，蚯蚓使表层土壤变厚一英寸到一英寸半。除了使土壤变厚，蚯蚓还有别的益处：疏松土壤使空气进入，提高土壤的排水能力，促进植物的根系生长。还有，蚯蚓可以提升土壤细菌的硝化作用，减缓土壤肥力的衰退。有机物质在蚯蚓的消化系统中被分解，排泄到土壤中增加肥力。
土壤和生物的关系紧密，共同组成一个整体网络：生物离不开土壤，而土壤也离不开生物。这样它才能成为地球的一个重要部分。
有这样一个值得忧虑的问题被人们忽略：不管是直接流入土壤的“杀虫剂”，还是被雨水从树林、果园和田地冲刷进土壤的危险污染，被毒药污染的土壤，会对生存其间的很有益处的大量生物造成什么影响？例如，我们用广谱杀虫剂杀死穴居的破坏庄稼的害虫幼虫，却认为不会伤害分解有机物质的“益虫”，这怎么可能！再例如，我们使用的广谱除真菌药剂，真的不会伤害树木根系中促进营养吸收的真菌？
实际情况是，大多数科学家轻视了这个重要的土壤生态问题，施用杀虫剂的工人更意识不到问题。虫害防治部门的工作人员一厢情愿地认为土壤可以承受所有对它的伤害绝不抵抗。土壤王国的根本属性几乎被无视。
有关的研究尽管不多，但渐渐向人们展现出杀虫剂对土壤的破坏作用。这些研究结果并不一致，但这是很正常的，因为土壤有很多种各不相同的类型，对某处土壤造成破坏的化学药剂，在另一处土壤里可能就不会产生影响。轻沙质土壤比腐殖土壤受到破坏的情况更严重。尽管研究成果差别较大，可是证明危害存在的证据越来越多，这让很多专家忧虑不已。
现在，生命过程中非常重要的一些化学反应正在受到影响。例如从空气中吸收氮元素以供植物利用的硝化反应。2，4-D除草剂会使硝化反应暂停。近期在佛罗里达州进行的几次实验显示，六氯环己烷（俗称“六六六”）、七氯和六氯化苯只需两周时间就会削弱土壤中的硝化反应，六氯化苯和DDT的毒害作用会持续一年以上。还有实验结果显示，六氯化苯、艾氏剂、六氯环己烷、七氯以及DDD都能破坏固氮菌在豆类植物根系产生节瘤的活动。真菌和高等植物根系原有的和谐平衡被打破。
大自然的欣欣向荣，离不开生物间数量的相对平衡。一旦失衡，恢复起来很难。杀虫剂降低了土壤中某种生物的数量，则一定会有另一种生物的数量爆发式增长，对原有的捕食关系造成破坏。这样一来土壤的物质更替过程很容易被打乱，造成肥力下降。由此还会带来另一种可能：某些一直被压制的有害生物很可能会泛滥成灾。
我们必须熟知这一事实：杀虫剂在土壤中的残留时间不是短暂的几个月，而是很多年。艾氏剂投放四年以后，检测土壤发现了少量艾氏剂残留和大量由艾氏剂转化成的狄氏剂。投放八氯莰烯消灭白蚁，过了十年，仍然在沙土中发现大量药物残留。六氯化苯会在土壤中残留至少十一年，七氯与其衍生物环氧七氯残留至少九年，氯丹在十二年后仍有施用量的15%残留。
施用杀虫剂时看似维持了合理的用量，但多年后土壤中药物残留的累积量却是惊人的。氯代烃会顽固而长久地在土壤中残留，所以每施用一次就会在前一次的基础上继续增加残留量。所以，像“一英亩田地施用一磅DDT是无害的”之类的陈旧说辞显然是错误的。经过检测发现，一英亩马铃薯田会残留十五磅DDT，一英亩玉米地有十九磅DDT残留，一英亩蔓越莓田则有高达三十四磅半的残留量。苹果园的土壤残留尤其高，几乎是与每年的施用量保持同步增长。苹果园一个季度要施用药剂四次以上，这样DDT在土壤中的残留高达每英亩三十至五十磅。年复一年地施用药剂，果园中树间土壤残留的毒药在每英亩二十六至六十磅，而树下土壤的残留则高达一百一十三磅。
砷会永久性地污染土壤。二十世纪四十年代中期开始，防治烟草虫害的杀虫剂用人工有机化合物替代了砷。可是，一九三二年到一九五二年，美国生产的烟草中砷含量增加了三倍以上。后续的研究显示砷含量甚至高达原先的六倍。研究砷毒原理的专家亨利·S.萨特利博士提出，不用砷喷剂而改用有机杀虫剂以后，烟草田的土壤里仍然残留有大量毒性剧烈而不易分解的砷酸铅。这种砷酸铅会一直析出可溶性的砷，所以烟草中的砷含量还会持续增长。萨特利博士说，烟草田的大多数土壤都被“累积的、近乎永不停止的毒药”污染着。在地中海东部国家的烟草中就没有砷含量增长的情况，因为那里不使用含砷杀虫剂。
这就出现了另一个需要引起我们重视的问题：只关注土壤里的情况是不行的，还要注意土壤中的杀虫剂残留被植物组织吸收了多少。土壤类型、作物种类和杀虫剂特性及用量，都是需要考虑的因素。在所有土壤中，含有较高有机物的土壤被植物吸收的毒素最少。在所有接受研究的作物中，胡萝卜吸收了最多的杀虫剂残留。假如施用六氯环己烷，胡萝卜中的残留将远远高于土壤中的残留量。以后，人们必须先检测土地的杀虫剂残留状况，然后再种植作物。不然的话，就算不再施用杀虫剂，作物从土壤中吸收的药物残留也有可能超过安全标准，从而无法上市。
曾有一家规模庞大的婴幼儿食品企业受困于土壤污染带来的巨大麻烦。现在，这家企业已经不再收购任何施用过杀虫剂的果蔬。六氯化苯是祸根。它被植物的根和块茎吸收后，会产生发霉的味道。加州的一块田地在两年前喷洒了六氯化苯，长出的甘薯检测到六氯化苯残留，于是被禁止当作食品加工原料。某年，这家企业与加州南部地区签订了甘薯供应合同，后来却发现那里的田地都被六氯化苯污染了。这家公司不得不另外购买甘薯，承受了很大的经济损失。近些年，许多州都出现了果蔬长出来却不满足加工标准而被丢弃的情况。最糟糕的情况发生在花生上。南方的几个州施行花生棉花间作的种植方法。种植棉花常常使用大量的六氯化苯，接茬种植的花生就会吸收大量残留。而且，少量的六氯化苯便会使花生出现霉腐味。花生果壳中会有六氯化苯的顽固残留。花生在加工过程中霉腐味不减反增。没有办法可以去除六氯化苯残留，所以免受其毒害的唯一方法是，杜绝所有施用过六氯化苯或在六氯化苯污染过的土壤上长出的农作物。
有时，土壤中的杀虫剂残留会直接危害作物——被污染的土壤一直存在这种风险。有些杀虫药对豆类、小麦、大麦和黑麦等娇弱的作物有破坏作用，会影响根系和幼苗的发育。华盛顿和爱达荷种植啤酒花的农民就经历了这样的事情。一九五五年春，象鼻虫泛滥成灾，对啤酒花种植造成很大影响。在农业技术人员和杀虫剂生产商的建议下，人们喷洒七氯来消灭象鼻虫。不到一年时间，接触到七氯的啤酒花出现干枯死亡的情况，而没有接触到七氯的作物则不存在这样的问题。是否喷洒农药，情况截然相反。不得已，人们只好斥巨资在山上栽种新的啤酒花，可是第二年没有成活。四年后仍然在土壤中检测出七氯残留。这一切让技术人员无所适从，不能判断出毒物何时会消失，也找不到改变土壤状况的方法。一九五九年三月，全美农业管理部门认识到了七氯对土壤的破坏作用，撤回了之前的施用指导，可是苦果已经酿成。接着，许多种植啤酒花的农民通过法律渠道提出经济赔偿诉求。
农药残留在土壤中的积聚是顽固而长久的，假如人们不停止施用的话，灾祸是不可避免的。一九六〇年，在锡拉丘兹大学有一场关于土壤生态学的研讨会，会上有些专家提出了上述的观点。
会议得出的结论是，人类在不甚了解的情况下，滥用人工合成药剂和射线这些“威力巨大的手段”，从而带来危害，“人类做出的某些错误行为或许会破坏土壤的肥力，而害虫在土壤里则泛滥成灾”。